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16岁的少年马成强与8个月大的孩子杨有洪有两个共同点：都来自青海贫困地区，都患有复杂先天性心脏病。 近日，这两个孩子在上海儿童医学中心成功接受了心脏手术。马成强微笑着告诉记者，自己从小体弱，嘴唇发紫，不能走远路，“现在感觉轻松多了”。杨有洪的爸爸杨国业、妈妈贾乃雄看着孩子的脸色从昔日的苍白一点点转向红润，高兴得说不出话来。 [图片] “我们两个家庭是不幸的，又是幸运的。完全没有想到，孩子的手术是全国最好的专家做的，还用上了当今世界最先进的3D打印技术。我们心里充满了温暖和感激。”马成强的姥爷马文明说。 帮助马成强、杨有洪两个孩子实现命运转变的，是比利时玛瑞斯公司中国区与上海儿童医学中心、爱佑慈善基金会近期成立的“小心脏、大心愿”公益慈善项目。 上海儿童医学中心副院长季庆英表示，这个公益项目专门面向中国西部贫困地区患有复杂先天性心脏病的孩子，提供全程免费医疗救助。其最大特点是让高科技、高投入的3D打印技术走近最需要帮助的人群，让3D打印闪耀人性光芒。 [图片] 上海儿童医学中心心胸外科主任医师、上海市小儿先天性心脏病研究所所长刘锦纷介绍，相比二维成像，3D打印技术可以让复杂先天性心脏病患儿获得更加个性化、精准化的诊断和治疗。医生借助3D打印技术做手术，可以“直奔主题”，创面和时间大为缩减。但是，此类复杂先天性心脏病手术投入较大，平均一例的诊断和手术费用约需8-10万元人民币，而且由于3D打印医疗技术尚属新生事物，还没有进入医保范畴。让贫困地区患者平等受惠这一现代科技，必须集合各方资源，形成爱心合力。 据介绍，有“比利时科技小巨人”之称的玛瑞斯公司，2015年就与上海儿童医学中心共同成立了中国儿科领域首个3D数字医学研究中心，重点研究小儿先天性心脏病的3D数字辅助诊疗技术。 一年前，玛瑞斯中国区总经理金·弗朗索瓦作为志愿者，曾前往中国西部贫困地区为中小学生讲授包括3D打印技术在内的创新课程。虽然只有短短一周时间，却让她萌生了在3D数字医学研究中心基础上设立公益慈善项目的想法，重点就是救助中国西部贫困地区患有复杂先天性心脏病的儿童青少年。 [图片] 上海儿童医学中心14日携手比利时3D医学建模、3D打印软件解决方案提供商Materialise公司、爱佑慈善基金会正式启动“Little Hearts of China”公益慈善项目。 “小心脏、大心愿”公益慈善项目在今年春天成立了。来自青海化隆县的马成强与来自互助县的杨有洪，有幸成为“小心脏、大心愿”公益慈善项目首批救助对象。按照规划，这一凝聚中国与比利时众多人士爱心的项目，今后每年将完成15-20例手术，3D打印技术有望赋予中国西部贫困地区复杂先天性心脏病患者新的未来。

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[图片] 国民相机品牌“海鸥”，自2014年发布各有特色4款数码相机，重新回到了人们视野之后，时隔三年，海鸥再次发布创新产品以及服务模式---智能3D影像建模设备及3D数据服务平台。而过去的这三年对海鸥来说，真正体验了市场的残酷，也明白了一个道理：作为老品牌不创新，只有死路一条。 众所周知，数码相机，特别是卡片机被智能手机取代的历史潮流不可逆转，自2010年数码相机市场达到顶峰，全球创下1.2亿台的销量之后，数码相机市场每年断崖式下滑，2016全球销量下滑到2430万台，下降幅度达到80%, 预计2017年比2016年还会下降超过10%。覆巢之下海鸥自然也不能幸免。海鸥在数码相机这条路上举步维艰，海鸥---这个民族品牌似乎又走到了一个死胡同。 在企业的生死存亡之际，海鸥掌舵人曲建涛果断提出：海鸥要想活下去，必须要走一条创新之路，依靠海鸥多年来积累了的影像研发技术和实力强大的专业团队，围绕着“影像应用”闯出一条属于海鸥自己的路。 为此海鸥经过长时间市场调研，最终发现在3D智能影像数据建模方面，在国内甚至世界范围内，还基本属于空白或刚起步阶段，而这正是海鸥所擅长的。然而创新之路并不好走，由于没有可供借鉴的技术和产品，海鸥的研发人员夜以继日地开发、讨论，不断地完善，经过一年多的努力，终于研发出了国内领先的“智能3D影像建模平台”。 目前3D数据建立大体通过2个途径：一、利用设计软件建模;二、激光扫描建模。而这些都面临成本高、效率慢、技术要求高、色彩不能真实还原等问题。 海鸥研发的智能3d影像建模平台，由两个方面组成，一是海鸥自己研发的影像采集设备，它是使用电脑或手机端的控制软件，控制多台摄取成像装置在可见光波段对物体进行拍照，对物体空间外形、结构及色彩信息进行采集，获取目标物的多角度光学影像照片，并通过网络自动传输到，海鸥率先建立的3d数据处理平台。二是，通过海鸥3d数据处理平台，从二维图像中计算三维特征并作场景的三维重构，通过标定算法，形成点云信息，并提供场景的三维测度信息，经过后期处理最终生成3D数据。3D数据可直接应用于3D打印, 教学, 网上虚拟展示, 或作为设计的素材等等。 对比其他方式建模设备，海鸥的智能3D影像建模平台有诸多优势：1、色彩还原度高(利用海鸥自主研发的图像处理技术，能真实还原拍摄物色彩);2、合成3D图像的效率高(约20分钟，尤其是表面越复杂的物体，效率越明显);3、合成的模型精度极高(误差在0.05MM范围内);4、机动灵活，可根据环境、合成物体大小调节参数，优化控制。 海鸥智能3D影像建模平台的使用范围极其广泛，包括：校园科普教育、医疗卫生、逆向工程(由实物反向建模)，VR应用(虚拟商城)、3D博物馆等等方面。海鸥做3D影像设备与服务领导者。 目前海鸥已经与中国工艺品交易所资源交易中心达成战略合作，双方共同努力负责中国工艺品交易所资源交易中心中工艺品的3D数据建立及3D线上展示等，同时与中国人民大学联合组建了“上海海鸥数码照相机有限公司—中国人民大学VR及3D核心研究室”。 此外，海鸥还着眼于影像定制及行业影像解决方案的研发，用海鸥自主研发的相机控制系统和SDK软件包与行业客户分析系统相结合，完美构成了行业影像分析这一创新产品，目前已经形成完整的行业影像分析解决方案，如：美容魔镜、养生仪、物流分拣仪、航测、电力巡检仪等等行业。 海鸥将在影像技术领域不断创新发展，将传统制造业升级为智造业，为民族品牌的复兴不懈努力!

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中国的铸造业正在面临转型升级的压力，中铸协预测到2020年铸造企业将减少至1.5万家以内，铸件总产量达到5500万吨，铸件产值约7000亿元的规模。占企业总数量30%的铸造企业(约4500家)的铸件产量将会达到铸件总产量的80%以上。球墨铸铁(包含蠕墨铸铁)占铸铁产量的比例将由2014年的37%提高到42%左右，铝、镁等轻合金的铸件产量将由13%提高至20%左右。到2020年，我国的铸造综合能耗将比2015年下降10%，废砂利用率进一步提高，年铸造废砂再生量达到300万吨以上。综上所述，3D打印在其中将发挥其独特的作用。对比传统工艺，增材制造技术作为新的科技型制造方式，应用于铸造领域有如下优势： 1)可以直接应用于生产铸造工艺中最重要，最复杂的模具环节; 2)增材制造可一体成型，节约成本，提升效率，且不受金属种类的限制; 3)提高铸件质量和精度，避免因手工和造型工艺中的尺寸误差; 4)设计灵活，可实现最优化设计的产品，大大降低了传统制造的难度; 5)与铸造工艺无缝结合，尤其适合制作内腔复或表面复杂的铸件。 康硕集团主打的铸造专用3D打印技术能迅速将设计创意转变为实物，尤其擅长复杂结构的制作，便于设计师与客户和企业团队有效沟通，有助早期设计验证，并降低错误成本。 铸造案例 传统铸造方式 [图片] 以汽车发动机缸体及缸盖为例，耗时：5-6个月，费用高达100-200万元左右，如改模甚至要设计模具，耗时更长。 [图片] 3D打印快速成型 [图片] 以汽车发动机缸体及缸盖为例，耗时：1-2个月(首件2周)，费用10万元左右，如需改模，可通过计算机修改数据再做即可，节省模具费用。 如果您有铸造方面的任何需求，可直接联系康硕电气集团有限公司，它彻底颠覆了砂铸过程中的传统型芯制造方式，大幅度的降低制造成本、时间及复杂性障碍，和传统铸型制造技术相比，数字化无模铸型制造技术具有无可比拟的优越性。 3D打印零件及砂型 传统铸造方式不仅耗时耗费人工，而且废品率高，难以保证形状完整及紧实度。 而现代3D打印技术则可以保证模具造型完全一致，外观平整，致密度高，外观及整体质量优于传统铸造方式，大大提高了铸件的成品率，表面光洁度，降低了铸件缺陷，废品率，从而节省了更多成本。 同样以难度较高，造型复杂的较大型铸件发动机缸体为例，可以看出成品的外观整洁，减少了夹砂，砂孔等铸件问题。以下请欣赏3D打印铸件及砂型图片。 [图片] [图片] [图片] [图片] 【康硕集团】 ExOne砂型3D打印设备 [图片] 设备技术参数 工艺单元包含打印箱和辊道输送 打印容积：长/宽/高：1800/1000/700毫米(70.9/39.37/27.56英寸) 打印速度：16000到86000立方厘米/小时(2.12寸到3.00立方英尺/小时) 层厚：0.28到0.50毫米(0.011到0.0197英寸) 打印分辨率：X/Y轴0.1毫米/0.1毫米(0.004英寸/0.004英寸) 外形尺寸：长/宽/高：6900/3520/2860毫米 含一个标配右侧打印箱：(271.7/138.6/112.6英寸) 重量：6500公斤 电气要求(打印机)：400V 3-Phase/N/PE/50-60Hz,max.6.3kW 电气要求(加热炉)：400V 3-Phase/PE/50-60Hz,max.10.5kW 数据接口：STL 【3D打印+铸造】优势所在 3DP技术生产铸件，具有以下方面的优势： 第一，缩短铸造生产流程。3DP技术打印铸造砂型省去了制作砂型模具的时间和费用，大大缩短了新产品的开发周期和成本，为公司开拓新的市场抢占了先机。 第二，提高铸件质量，提升生产效率。3DP技术可以将零散的小砂型打印为一个整体，避免了手工制芯、造型中组芯过程造成的累积误差，提高了砂型的尺寸精度，避免了因砂型尺寸不符造成了铸件尺寸超差的缺陷，且节省了部分组芯工序。 第三，设计灵活，节约成本，降低制造难度。由于3DP打印工艺是采用数字化文件传输入3D打印设备的方式，故其设计方案修改灵活、及时，且可以完成手工造型无法完成的复杂型腔结构的打印，降低了生产难度。 第四，以人为本，绿色铸造，智能铸造。3DP打印技术大幅改善了铸造现场的环境，降低了操作人员的劳动强度;用3D打印机替代了人工制芯、造型，节省了人力成本，同时实现了铸造业的智能生产、绿色生产。 3D打印技术在铸造领域的产业化应用，对中国铸造行业的转型升级，铸造工序智能化，以及未来铸造智能工厂的建设将产生变革性的意义。 康硕集团在这方面有丰富的专业经验及实际应用的，将是您最好的选择! 样件展示 [图片] [图片] [图片] [图片]

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[图片] 4月17日，河南3D打印技术研讨会在新乡学院隆重召开。此次研讨会旨在促进科研交流，加强3D打印技术等新模式、新业态的探索，推进技术转移与服务，共同促进河南3D打印事业的发展;同时为开展3D打印研究和技术推广应用的科研机构、高等院校、相关企业搭建一个沟通、联动的平台，共同推进3D打印技术人才的培养。现场宣布成立河南3D打印产业技术联盟和新乡学院3D打印学院。 会上，省科技厅、省教育厅、新乡市政府及相关市直部门负责人，以及中国工程院院士卢秉恒，北京3D打印研究院、陕西恒通智能、上海震旦科技、杭州先临三维科技等来自全国各地近120家相关企业代表参加了会议。 [图片] 新乡市副市长职伟表示，新乡学院正在建设实施的3D打印学院，与市委、市政府制订的产业发展方向高度吻合，通过组建3D打印产业技术联盟和共建“院士工作站”，实现课程链与产业链对接，促进创新链、产业链、供应链贯通融合，不仅为学校的特色学科建设和转型发展提供了广阔空间和良好机遇，也将推动新乡3D高端制造产业发展，培养一批高新技术应用型人才。市委、市政府将大力支持新乡学院做好3D打印技术的推广与应用，并为建设新乡3D打印产业园提供良好的发展环境，共同打造新乡市高端技术特色产业新高地。 最近几年，3D打印技术的研发和应用在全球掀起了一股热潮，3D打印业已成为推进中国制造2025，加快实现推进工业化、信息化的一个新兴产业，成为推进中原经济区建设、郑洛新自主创新示范区建设、实现中部崛起的重要产业。新乡市委、市政府高度重视发展3D打印产业，将其作为市委、市政府着力培养的战略性新兴产业之一，在红旗区高规格规划3D打印产业园，引进了一批资质好、实力雄厚的企业和研究机构。

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在应用3D打印技术上，空中客车（Airbus）已经取得了许多值得瞩目的成就，比如在其A350客机上安装了超过1000个3D打印部件，以及通过3D打印的仿生结构成功为A320客机实现了“瘦身”。近日，这位航空巨头又达成了一个新的里程碑，将一个3D打印的扰流板促动器阀块安装到了旗舰客机A380上，并于3月30日顺利完成了首次飞行测试。值得一提的是，它还是空客在其客机上安装的首个3D打印的主飞行控制液压元件。 [图片] 这个3D打印的阀块是由Liebherr航空、空客，以及德国开姆尼茨工业大学（TUC）三方合作研发的，得到了德国联邦经济与能源部的资助，不过实际打印是Liebherr航空采用选择性激光熔融（SLM）技术和钛粉末独立完成的。其性能完全不逊于采用常规技术制造的普通阀块，但重量却减轻了35%，组件数量也少了许多。而这就意味着它会更加耐用，并且能有效降低飞机的燃油消耗和二氧化碳排放。所以，它的试飞成功对于Liebherr航空和空客来说都具有重要意义。 [图片] “要想让3D打印大规模应用于航空工业，我们还有很长的路要走，”Liebherr航空表示，“同时，这个新产业链的每个部分，包括粉末材料、激光参数、后处理，以及最终成品，也都需要进一步优化才能在稳定性、成熟度和经济效益上有所改善。但是，3D打印将会改变未来的飞机制造方式已经是不争的事实。 除了这个安装到A380上的阀块，Liebherr航空也正在研制其它的3D打印航空部件，比如方向舵传动器。此部件由阀块、气缸外壳和储液器组成，但据说采用了优化设计，所以更加紧凑。而这就意味着其组装时间将会明显缩短，损坏率也会明显降低。

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4月16日，由国家人力资源和社会保障部、中央电视台主办，西安技师学院承办的《中国大能手》“三维印象”3D打印项目全国总决赛圆满闭幕，闭幕式由中央电视台著名主持人高博主持。 [图片] 高博主持 国家人力资源与社会保障部职业能力建设司副司长何良平、陕西省人力资源和社会保障厅职业能力建设处处长李西安、陕西省技工学校指导中心主任闫华、陕西省职业技能鉴定指导中心主任周恒、中国西电集团公司组织部副部长、人力资源部顾部长王琳、西安技师学院院长李长江等领导出席闭幕式，西安技师学院师生代表参加了闭幕仪式录制。 [图片] 闭幕式嘉宾 《中国大能手》（第三季）“三维印象”3D打印项目全国总决赛于4月13日起在西安技师学院拉开帷幕。经过4天的激烈比拼，来自全国各地的10名顶尖选手同台竞技，经过疯狂餐具、点亮丝绸之路、速度与激情、冲上云霄4关高难度的技能比拼，展示了选手们高超的技能水平和个人魅力。 [图片] 高博主持（选手） 此次央视《中国大能手》栏目组将3D打印项目全国总决赛在陕西举行，这是对我省高技能人才培养水平的一次检阅，也是对我省技能人才培养工作的极大鼓舞和强力推进。此次活动的召开，必将对陕西省实施“中国制造2025”，打造工业强省产生深远意义。 [图片] 实训竞赛基地 总决赛期间，承办单位西安技师学院全力配合，做好后勤保障服务工作，为赛事的顺利开展做出贡献，被授予“中央电视台《中国大能手》实训竞赛基地”。西安技师学院院长李长江表示将以此赛事为契机，以赛促教，深化教学改革与创新，切实加强3D打印特色专业建设和骨干师资培养，努力提高教学质量，建成国内领先的优秀高技能人才培养基地和世界技能大赛种子选手成长的摇篮，为企业和地方经济发展培养更多未来工匠。 [图片] 赵鹏上台领奖 据悉，西安技师学院教师赵鹏作为陕西省唯一一名参加该项目决赛的选手，在此次比赛中展示了自己高水平的技术技能，获奖情况请关注“五一”劳动节期间在中央电视台财经频道播出的《中国大能手》节目。 [图片] 大合影 《中国大能手》是中央电视台唯一一档以劳动者为主角的大型职业竞技真人秀节目，是国家人力资源和社会保障部与中央电视台联合宣传技能人才的一项重要举措。该栏目广招各行各业顶尖人才，通过记录他们叹为观止的绝活儿比拼过程，展现劳动者的个人魅力，见证他们封印中国大能手的艰辛历程和精彩瞬间，激发广大劳动者增强学习技能和提高争当技能人才的自豪感，在全社会传播“劳动光荣、技能宝贵、创造伟大”的时代风尚。

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近日，一项国际联合研究有了最新成果：一种可让打印对象在受热后永久转换成不同形状的3D打印方法。这种新技术是一种4D打印，是佐治亚理工学院、新加坡技术与设计大学(SUTD)和西安交通大学联合研究的结果。 那什么是4D打印呢?就是将时间和运动元素引入3D打印。它并不是一项全新的技术，一段时间以来，全球各地的研究人员一直在开发遇水、热等因子会变形的各种不同打印材料。大部分现有4D打印研究依赖于水凝胶的使用，但水凝胶非常柔软，变形后难以保持形状。三所高校的最新联合研究正好弥补了这方面的不足。 [图片] 该研究最近发表在《Science Advances》杂志上，题目为“通过活性复合材料的直接4D打印”。新技术涉及3D打印一层层的形状记忆聚合物(SMP)，而每一层经过编程会对受热有不同的反应。SMP是一种智能聚合物，可“记住”其原始形状，在受热时会变成预定的形状。 [图片] [图片] “通过将机械编程后处理步骤直接整合到3D打印过程中，新方法大大简化了4D打印并增加了它的潜能。这允许用计算机模拟来设计高分辨率的3D打印件，3D打印完成后，通过简单的加热，可将其直接而快速地转换成新的永久结构，”研究人员解释说。 为了展示新的3D打印技术，研究团队制作了许多不同的可变形物体，其中包括一朵相当复杂的花，遇到热水时，它的花瓣会收缩和弯曲，以及一个晶格结构，放入热水时，其大小几乎可扩展为原始尺寸的八倍。转换所需的时间极短，在五秒钟左右，这比以前的水凝胶4D打印技术要快得多。通过设置各种打印参数，研究人员还能在一定程度上控制最终的转换形状。 [图片] “在室温下，我们的复合材料中有一种柔软的材料，可被编程以包含内部应力，而另一种材料是硬的。我们用计算模拟来设计复合材料组件，其中刚性材料有一个可防止柔软材料在3D打印后释放被编程的内部应力的形状和尺寸。加热时，刚性材料会软化，并允许柔软材料释放应力，从而让打印件的形状发生变化。这个过程通常很戏剧，”研究人员解释说。 虽然该技术仍处于初期阶段，但已经显示出许多潜在的应用可能性。例如，4D打印物体在创建紧凑的堆叠或卷状结构时可能会极其有用，这些结构运送起来很简单，然后可在需要时进行扩展。有一天，该技术甚至可能会让打印物体对光，甚至电等不同刺激作出反应。 SUTD教授Martin L. Dunn表示，该技术“可在生物医学设备、3D电子产品和消费类产品上有无数应用”，并补充说，“甚至为产品设计开创了一种新范式，开发人员不仅要设计最初的产品，还要为其在后续服务中的多种模式进行设计。”

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2016年国务院印发了“健康中国2030规划纲要”，明确提出发展精准医疗与智能医疗技术，3D打印凭借其技术优势，在医疗领域有着广泛应用，在医学模型构建，可植入医疗器械等领域缺乏大量专业技能人才，泛锐研究院3D打印人才培养中心联合西安点云生物科技有限公司，第四军医大学二附院等开展“数字化骨科3D打印技术”技能培训，普及3D打印在骨科中的应用，为数字化骨科储备人才，“第三期“数字化骨科3D打印技术”技能培训班”就要开课啦！ 美国《空天力量杂志》在其网站发表了代顿大学材料工程学博士阿曼达·希兰德的文章,对当下大热的增材制造技术在军事领域的应用现状及前景进行了深度分析与解读。阿曼达·希兰德是引信电子学与设计项目的首席研究员,负责美国空军研究实验室弹药部的“柔性电子与通用兵器制造”和“极端环境中的电子集成电路”项目。 [图片] ▲AM技术能保障机敏性，它以快速而低廉的设计和制造，迅速产生出单一或多种原型机件，满足一系列任务需要，包括实地即时修理和更换部件 我们可能拥有每一种技术资源……但是如果没有充分的语言来表述,我们的想象就飘忽无形,我们的思维和感受就徘徊不前,我们的程序也许带有“革命性”,但带不来改革——诗人雅德安·瑞奇 战略机敏性概念,以灵活、适变和速度为其属性,藉此来应对快速和意外变化带来的挑战。战役机敏性也是这样,其特征是针对特定的挑战迅速生成多个应对方案,并能在不同的方案之间切换,由此应对新现的威胁。增材制造(以下简称AM,又称3D打印)技术适时而生,正好能够满足战略和战役层次的机敏性需要。长远来看,AM有可能是一项改变游戏规则的技术,即能最大限度地利用多域(陆地、天空、海上、太空、网络)整合,从而生成巨大的灵活性。正视现实,21世纪的防务挑战不可能用单独一个方案来解决,只能依靠机敏性来提供多种对应方式。飞速的变化既对那些滞后落伍者构成难以逾越的障碍,也为那些机敏应变者带来长久的优势。我们虽不需要总是以最快速度行动,但是保持这样的速度选择,就能减少对手的反应机会。AM技术能保障机敏性,它以快速而低廉的设计和制造,迅速产生出单一或多种原型机件,满足一系列任务需要,包括实地即时修理和更换部件。我们把3D打印设备和材料预置或投放于各战略地点——包括陆地、海洋、太空——就形成按需生产机件的能力,从而缩短设计和装配这两个阶段的制造周期。有充分的理由相信,AM技术有潜力支持美国众多面向的国防使命,同时生成长远的成本节约效益。 本文考察美国空军的一些关键报告、规划文件和其他相关资源,通过这些战略框架文件研判AM能力在军队的现状和发展,并在此基础上提出对未来联合研发努力的一些认识和看法。虽然本文主要关注美国空军,但文中的AM研发概念可以适用于国防部的所有军种和机构。本文首先概述AM技术在军队的发展,然后探索此技术在物流和后勤支援领域的作用,进一步,本文评估AM技术对国防采办流程的影响,最后讨论此技术的未来机遇和挑战。 [图片] ▲为了实现多域整合效果，美国空军研究实验室正积极将AM技术应用于各种领域 AM技术在军事领域的发展 美国正在大力振兴工业制造业,其中的一项努力是大力拓展AM技术所具备的有效设计复制和快速样机制造能力。例如,《沃勒斯2015年报告》称,AM工业自1995年以来有了巨大发展,最初的市场规模为2.95亿美元,在2014年估计达到41亿美元。工业3D打印机制造商也从1995年的15家增加了两倍多,如今在13个国家有49家公司,共售出12850套系统,每套系统价值5000美元到50万美元不等。使用AM技术的主要产业,按从大到小的顺序排列,有工/商业机械(17.5%)、消费产品/电子产品(16.6%)、汽车(16.1%)、航空航天(14.8%)、医疗/牙科(13.1%)、学术机构(8.2%)、政府/军事(6.6%)、“其他”产业如油、气、商用产品(3.9%)、及建筑业(3.2%)。虽然根据这份报告,政府/军界对AM技术和产品的使用仅占统计总值的6.6%,但这比之前2014年的数据增长了1.2%。 军队每个军种以及大部分供应基地和军械库,都在进行独立的AM开发努力和上马项目。比如,陆军、海军及国防部承包商,从2012年到2014年把3D打印机前沿部署到了“战地”,并在继续推进这项努力。军种之间也有重大合作,所有合作项目已在过去两年内启动或加强,投资也在持续增加。 为了实现多域整合效果,美国空军研究实验室设在佛罗里达州埃格林空军基地的弹药部,正与设在俄亥俄州莱特-帕特森空军基地的材料与制造部及传感器部紧密合作,积极将AM技术应用于各种领域,例如,开发用于机舱有限空间的灵活及模块化武器、目标变换、共形情报监视侦察,以及柔性电子器件。AM技术应用在这些目标领域的逐步成熟,将有助于提高作战能力,不仅提升小型武器的杀伤力,并降低关键部件补充和更新所需的时间和费用。 “柔性电子器件和通用军械制造”(FLEGOMAN)计划从全盘着眼,研发AM技术,用以制造将装入典型弹药的多种部件和材料,包括金属外壳、用于电子追踪和电容器的新型导电“油墨”、能与打印兼容的改良含能材料配方,等等。直接打印电子器件的好处之一是:比用常规技术加工的电子产品能更有效地利用空间,也减少浪费。例如,把武器系统内部或外部的电子器件简化成打印模式,就能减少重量和尺寸,并腾出宝贵的内部空间。打印柔性电子产品的其它例子包括:战士头盔上的无线电天线,不仅减少佩戴重量,亦有助于佩戴者行移运动;还有嵌入服装的电子元件,既能增加防护,也可用于健康监测。 空军理工学院也运用AM技术完成了小比例侵入机的概念验证设计。这种新颖的设计包括复杂的内部蜂窝特征,而传统的减材制造技术无法实现这种特征。他们在设计过程中纳入了一种称为“拓扑优化”的方法,生成了应力分布最优化的战略构架,从而减少结构总重量。为了增加强度,他们正在进行金属成分和后加工热处理方面的完善努力。 在FLEGOMAN计划下,有关课题组与美国陆军设在新泽西州皮卡汀尼军工厂的军备研发及工程中心协作,用AM成功制造出引爆装置。该军工厂的科研一向重视电子打印技术,现已能喷墨打印和丝网打印出弹药天线、引信元件和电池。运用AM技术,课题组尝试了一系列非传统但极有前途的选用材料,包括金属纳米颗粒。这些新型制造技术和材料有潜力超越传统制造设备的性能,同时享有AM技术带来的物流灵活性。 陆军设在阿拉巴马州亨茨维尔市的航空和导弹研发与工程中心(AMRDEC)正在研制相关的工具和程序,以推进导弹结构及部件的拓扑优化状态。拓扑优化是一个设计过程,从中产生的结构能用最少的物料来达到理想的性能,例如最大刚度、预定的自然频率,和优化的热流量。AMRDEC中心计划将合理简化这个优化/设计过程,改进轻质蜂窝结构,纳入构造方面的考虑,展现优化的导弹结构。该中心通过多个科技项目与设在宾州霍萨姆的材料科学公司、桑迪亚国家实验室,以及匹兹堡大学合作。该中心将在2017年建成一个新AM设施,专门用于开展这些科研项目,培训AMRDEC人员,推进AM技术对航空和导弹的应用。 海军也一直积极利用近来突飞猛进的AM技术。作为早期采用者,海军在过去的二十年里已经使用了几代的AM技术来加快样机研发。最近几年来,海军探索如何应用AM技术来解决陈旧部件替换问题。往往,在某系列舰船或潜艇研发期间制造的部件,原厂家早已停止生产,或者已不复存在,这种情况导致了耗资而漫长的采办,有些舰船因此而无法出航。在海军的各舰队战备中心和区域维修中心,他们正以许多方式利用AM技术,既省时省钱,又保障舰队战备。海军改善战备状态的愿望正在海上得到检验。为了利用AM技术随时直接生产零件,而不只是生产原型机件,海军研究局一直在寻求与业界合作,这种合作伙伴关系对于保证AM技术生产的部件符合材料和舰队的要求,至关重要。海军武器部门也积极寻求运用AM技术,来解决美国能量制造基础日益缩小的问题,并利用AM技术的独特性来改善装备性能并加强安全性,同时缩短在舰队安装新能量系统的时间。 AM技术不仅在陆地找到了用途,现在也进入了太空。美国国家航空航天局(NASA)马歇尔太空飞行中心(MSFC)在2014年9月向国际空间站发送了第一台3D打印机,用于测试塑料材料。第二台3D打印机在2016年4月送往国际空间站。除了真正在太空打印之外,NASA-MSFC也根据3D扫描与AM相结合的一体化制造过程进行逆向仿制,以缩短从设计到制造的开发周期时间。在NASA设在加州帕萨德纳的喷气推进实验室,创新先进概念课题组开发出一个两维传感器。该传感器本质上是一张带有印刷电子元件的透明塑料片,有人建议用它来收集太空或行星大气层的环境数据。 [图片] ▲美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心在2014年9月向国际空间站发送了第一台3D打印机，用于测试塑料材料 AM技术在军队物流与后勤支援中的应用 位于俄克拉荷马州廷克空军基地、佐治亚州罗宾斯空军基地,以及犹他州希尔空军基地的空军后勤支援中心,为空军最尖端的武器系统——从最先进的飞机到直升机——提供基地级大修维护、供应链运作管理,甚至安装支援。对于空中力量后勤支援使命而言,现在时机已经成熟,可以直接把业界成熟的AM技术能力运用到空军后勤物流运作的几乎每个方面。然而,在深入探讨具体例子之前,我们必须首先考虑物流和后勤支援都包含什么任务。从广义上说,“物流”的意思是在合适的时间与合适的地点备好合适的物资,其中包括物资和人员的获得、配送、维持和更换。国防部对“后勤支援”的定义是:供应为维持和延长作战行动所必需的物流和人员服务,直到行动圆满完成。 将来,基本物流运行也许要经常调整方向,为前哨站点供给物资,用于直接在当地加工部件而满足紧急需要,同时也节省时间和资金。“空军未来作战概念”文件就描述了这样的未来情景,其想象的做法是空投一个集装箱的聚合物材料,让孤立的哨所自己直接3D打印部件。在空投物资最终成功送达时,打印所需部件的文件资料也通过一个安全的太空链接传送过来,打印机在几小时之内就能制造出关键的部件,而不用数天时间,在其过程中也节省数百万美元。这种做法将为美国国防事业带来非对称优势,因此激发出有关各界对AM的极大热情。还有许多其它例子,都设想如何利用AM来革新物流、后勤支援、采办,和武器研发。将AM技术应用到物流和后勤支援中,将创造三个机会: 可利用AM技术进行逆向仿制,为陈旧飞机生产那些已无库存的备品备件。诸如B-52轰炸机等古董飞机正在老化,经常随时需要更换部件,而这些部件可能几十年前早已停产。三维激光测绘和其它技术可用来精确仿造现有的部件。 可对现有零部件进行设计改进然后再制造出定型部件。俄克拉荷马城空军后勤综合中心的克里斯蒂安·奥利维罗博士说:“在你即将对定型部件开始机加工之前,你还可以先打印五次塑料样品,确保它的几何形状、误差、接口都准确无误,然后才加工出最终的部件。” 可用AM技术根据实地需要打印备品备件,从而减少不必要的部件购买和部件库存。然而,要将这种新流程纳入供应基地的维护运作,需要一个实施和管理的学习过程。比如,发动机的部件更换目前是经由购买、发送到场、登记入库,和按需取用这样一个流程。但未来,这些备品备件可以根据需要在战地或者在维修和大修场地直接打印,因此消除了预置各种备品备件的需要。 国防部专门设立了一个维护作业增材制造(AMMO)工作组,充分表明国防部与业界合作的意愿:制定一体化的国防部综合战略愿景,推动AM技术合作的战术实施,以支援国防部的全球武器系统维护计划。该AMMO工作组的活动包括:制定国防部部长办公厅指导性建议,选择和排序AM技术的应用机会,协调和规范AM制造活动,将AM纳入现行的国防部维护过程及程序中,制定和维护《AMMO路线图》。 国家制造科学中心作为一个非营利性私营技术发展联合体,领导并参与各产业领域制造商的相关活动。 上述航空和导弹研发与工程中心正与科珀斯·克里斯蒂陆军供应基地合作,探索将激光AM技术用于对“储存、分析、失效评定和回收”设施内现存的高价值航空资产进行修复、回收和再用,并分析其中的受益情况。AM技术将被用来演示对目前无法使用传统制造方法加以修复的陆军航空资产的维修。项目目标包括:缩短部件更换的先期采办时间,降低对操作与支援以及战备有负面影响的成本,制定对备用部件的合格修理程序。 [图片] ▲国防部对“后勤支援”的定义是：供应为维持和延长作战行动所必需的物流和人员服务，直到行动圆满完成 AM技术能否彻底革新采办程序 通过高度简化和创新措施缩短研发周期,接受最终的风险,而换取采办速度的加快,可有助于消除为保持技术优势而越来越沉重的担忧。在采办领域的这样一种机敏性,可称为“流程机敏性”。建设流程机敏性的努力,我们在采办改革中已经看到,其目的是把科技、采办和需求进行无缝融合,以改进整体能力发展。然而,这项努力至今未见成功。美国空军最新的重点努力中包括更多的“枢轴点”,或者说对某些项目做出改变或放弃的决定,还包括加速制造样机的流程,目的是通过探索创新运作概念来推动新技术的应用。我们可以设想,由于AM技术的实际应用,未来的采办流程将精简到极致,直接将购得的3D打印机、原材料和技术文件发送到战地,在现场打印战车和其他系统。如果这种流程取得成功,可能彻底革新采办速度。 在设计新系统的同时,我们务必要意识到,我们的对手也在进行现代化,也在努力对抗我们的技术,因此,预测新生威胁并规划应对之策必须是研发过程的一部分。为规划及时插入新技术,方法之一是使用模块化结构,这种结构由能被快速更新的可分离部件组成。用AM技术生产相对简单的自主驾驶车辆和系统,成本较低而且有模块化选择,因此蕴藏着战略和战役上的机会,允许美军在高度抗衡的环境中灵敏地执行全球精确打击任务。许多这类资产都采用了模块化平台——由传感器、诱饵机、电磁干扰器、弹药等组成——可产生致命和非致命杀伤效果。这些可以消耗的诱饵机或小型无人机提供灵活性,因为它们可以从任意组合的陆、海、空、天资产部署和发射。模块化也可能吸引其他供应商提供产品,从而促进竞争,并开发多种替代方案。 虽然制定和规范任何程序的目的是把差异降到最低并允许可重复性,但有时候,程序本身变得极为复杂,致使我们迷失了最终目标。比如,我们需要审核产品合格检验和认证程序,从而确定是否能更迅速地利用AM技术制造出的部件和产品。这可能只是一小步,要根除复杂能力系统过长的开发时间(15~20年),还有很长的路要走。从“设定的和有限的”系统或组件寿命,转变到“充分适合于”某种应用和某段时间,这种概念上的转变,也将有利于技术的迅速进步。认证程序应该基于AM部件的功能性和关键性来进行,就是说,并非所有AM部件都需要经过严格的鉴定过程,我们可以为AM技术制造的许多部件设定一个能接受的风险等级,这样才能有效利用AM技术带来的机敏性。和模块化的好处相似,以AM技术制造可消耗的无人机,可快速部署战场,因此有潜力缩短开发时间并节约资金,同时敢于采用新技术。采用AM迅速现场部署技术的另一个可行场合是卫星发射,将有效减少发射成本,而发射成本是美国空军太空司令部当前面临的一个主要问题。 这里值得一提的是,一个系统在研发期间,必须与早期研发过程中的发现紧密关联,因为如果缺少与基础研究关联而获得的知识,就可能错过某些技术插入机会。然而如果了解某些相关技术的成熟程度,我们就敢于在自己的采办计划中前瞻规划定期的技术更新,及时纳入目前正在进行研发的这些技术。迄今得到的经验教训表明,美国政府需要把握对相关界面技术的技术控制和拥有权。 [图片] ▲通过高度简化和创新措施缩短研发周期，接受最终的风险，而换取采办速度的加快，可有助于消除为保持技术优势而越来越沉重的担忧 AM技术与国家制造创新网络 AM技术正被纳入国防建设,与正在建立中的美国国家制造创新网络(NNMI)同步前进。NNMI计划最初由奥巴马总统在2012年提议,他在其2013财政年度预算中为此增拨了10亿美元经费。对NNMI的设想是:在2024财年之前,政府各部门要联合建立总共15个制造创新研究所,这些政府部门包括:国防部、能源部、商务部,和农业部。截至2015年,已成立8个研究所(国防部5个、能源部3个)。国防部的5个研究所是: ·俄亥俄州杨斯顿的AM研究所; ·伊利诺伊州芝加哥的数字化制造与设计创新研究所; ·密歇根州底特律的轻质和现代金属研究所; ·纽约州罗切斯特的集成光电制造研究所; ·加州圣荷西的柔性混合电子制造创新研究所。 能源部的3个研究所被统称为“清洁能源制造创新研究所”,它们是: ·北卡罗莱纳州罗利的下一代动力电子制造创新研究所; ·田纳西州诺克斯维尔的先进复合材料和结构材料制造研究所; ·加州洛杉矶的清洁能源/智能制造创新研究所。 另有7个新的研究所拟议在2016年成立(国防部1个、能源部2个、商务部2个、农业部2个),累计总投入为6.08亿美元。2016年由国防部资助的机构是马萨诸塞州剑桥市的革命性纤维与纺织制造业创新研究所。能源部力争在2016年获得2.41亿美元,以维持其现存的4个研究所,并成立2个新研究所。农业部请求得到8000万美元,用于建立两个高级生物制造和纳米纤维领域的研究所。商务部国家标准与技术研究所申请在2016年创建2个研究所,探索先前没有被选取的制造主题领域。 这些国家制造创新研究所正在从事的研究与开发,涉及许多领域,这部分是受军事需求的影响。研究所的设置由政府资助,也受到由学术界、政府、产业界成员组成的顾问委员会支持。比如,空军研究实验室通过参与项目评审和技术工作组,以及通过参与机构指示的项目,来支持这些研究所的工作。 [图片] ▲NNMI计划最初由奥巴马总统在2012年提议，他在其2013财政年度预算中为此增拨了10亿美元经费 AM技术的未来机遇和挑战 打印零件目前仍然主要依靠材料的逐层堆积生成3D结构。然而,新的技术和使用领域不断涌现。AM技术将来肯定会看到提供各种应用选择的大量企业,既有能提供高产工业打印机的大公司,也有专精某项独特应用的小型初创公司。在2016年,挤压成形和选择性激光烧结打印机的两家龙头制造商,即斯特塔西公司和3D系统公司,与惠普公司推出的新计算机辅助印刷技术和碳3D公司推出的连续液体界面生产技术进行竞争。这些新技术的主要优势有,打印时间比现行打印机快10~100倍,并改善表面光洁度。起始原料在产品质量的整体改进中也起着不可或缺的作用。虽然丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)和聚乳酸(PLA)塑料丝状体仍然被许多打印机广泛使用,但可以利用的材料种类正在稳步增多,包括专门设计的复合材料、玻璃、陶瓷及导电油墨。新兴打印机公司和材料供应商之间加剧的竞争促进了AM技术的应用,但随着大规模采用AM技术,材料的成本将始终是一个担忧。有些讨论在思考如何利用本地资源与资产,例如使用回收材料,这种思考对于那些需要远程运送物资来打印物件的边远地区,尤其相关。天然资源,比如沙、粘土、有机物残骸、可采收的海洋物质等,也正被考虑用作可选材料。 3D打印出的结构尺寸越来越大,包括中国、意大利和美国,都已在制造低成本的模块化建筑物。这种大型结构的逐层可调节建筑物,被比作千年古老的金字塔——不仅规模雄伟壮观,而且含有复杂的内部通道。虽然这些结构的规模非常了不起,但是要使AM成为“改变游戏规则的革命性技术”,只有提高基本建筑块体材料和打印机配置的功能性,才有希望促成最具革命性的军事应用。一些前期工作已经证明,选取传感器并置入打印结构来实现功能“嵌入”,是向更先进3D打印装置迈进的一步。促成电子产品导热和导电性的材料(例如迹线、焊料等)利用纳米成分(例如银和碳纳米管)的独特性能,正在迅速发展。配方的发展导致了呈现剪切稀化的“油墨”,可适用于能在市场买到的、使用注油筒式打印的3D打印机,也适用于由商用打印机改造的多打印头、多材料印刷打印机。这些都是向功能性产品——即由单一系统堆积多种不同材料而制成——迈进的重要发展。 政府部门在推进技术方面,起着影响商业创新方向的作用。例如,在将下一代制造技术应用于多域国防战略方面的实例,可能包括优化3D打印和嵌入电子部件、应变仪和其它传感器,将其纳入气动结构和作战人员的战斗装备中,用于监测环境、操作表现及磨损情况,并提供通信冗余。有些技术,如为了更适合女飞行员体型结构的座椅拓扑优化设计,可以根据3D打印的座椅原型来改进,结果会更舒适并减少事故。座椅、头盔及其它装置甚至可以为每个人量身定做,从而创造一个真正适合个人的飞行环境。随着先进材料和打印机系统的出现,我们也能期望看到越来越多完全是打印出来的无人机和机器人执行危险任务。AM纺织品领域的发展,有助于制造出军用的生物监测智能纤维织物,还可以打印按需设计的营养,作为军人伙食替代品。大规模打印的结构,尤其是使用本土材料,适合用于救灾和迅速建造军营。 利用传统上一直用于减材制造的软件来制作原创3D打印设计,依然存在着挑战。现在,许多公司正在努力开发真正增材性质的软件,即从白板一块开始,而不是从全部填满材料的板块着手。随着软件的发展,生产原创设计需要的实际时间,会成为快速样机制造的一个限制因素。解决方案之一是对一个相似物件进行扫描,形成文件,然后进行修改。或者,可以根据一个部件编号或扫描物体进入一个储存高分辨率文件的数据库,进行挑选。迪斯尼公司已经申请这样一个“用于3D打印物体识别”的专利,即,利用一份低分辨率扫描文件,来匹配数据库中的高分辨率复印件,并打印成物体。这种技术一旦广泛流行,采办过程就能被缩减到最简单的形式,也会通过AM而变得远更灵敏而快捷。比如,可以获取打印机,并与有关材料及文件一起投放到战地,在现场打印需要的战车和系统。 政府和军方努力中的一个首要挑战,是有效地协调AM研发活动。日益上升的担忧是:高度官僚性质的国家制造研究所和有关单位之间普遍缺少共识与协作,正导致一种各自为阵的零敲碎打性研发,造成努力重复和成本升高,也削弱AM带来的最终利益。一种补救措施是,建议用严格但灵活的治理结构形式重组所有AM活动,比如,在政府各部门设置中央AM领导人,其职责包括协调AM战略和政策,并向所有计划实施AM的各部门组织发布指导。具体建议由国防部部长办公厅,尤其是其属下的新兴能力与原型设计办公室来主导这项改革和制定战略愿景,作为一项解决方案。因此,要想形成真正的前进动力,需要随着技术革新的发展步伐,及时改革AM努力的目前结构,将之推向更具前瞻性思维的态势。我们不仅要把握并推进本文谈到的美国空军高层战略文件中描绘的愿景,我们的领导人更需要破除各种虚浮宣传,了解并展现关键的差距,以及弥补这些差距的技术挑战。例如,在军队供应基地层次实施AM技术方面我们目前面临着什么挑战?此外,与整个AM领域的技术进步相比,军事应用方面在近期可获得哪些收益? [图片] ▲为了扩大AM技术在军事领域的战略应用，应该充分利用种类繁多的现有材料、日益发展的打印机技术和既定的各种计划，发挥这三者联结所产生的合力 结 语 为了扩大AM技术在军事领域的战略应用,应该充分利用种类繁多的现有材料、日益发展的打印机技术和既定的各种计划(包括国家制造创新研究所),发挥这三者联结所产生的合力,来实现全军为长远努力而规划的愿景。我们的目标,是随着材料的发展(例如导热/导电油墨)和打印能力的提升(例如多材料打印),而推动AM技术从形式向功能发展,这种努力已初见成效,例如我们已制造出嵌入式传感器。运用AM技术尽可能提升美军的战略和战役机敏性,可为决策者提供多种可行方案,来应对国家面临的多领域挑战。将AM技术纳入军事应用,对物流和后勤支援意义广泛深远,因为它能形成快速实地制造能力。AM带来的时间和成本节约效益,有可能彻底改变国防采办流程,并重新界定系统产品的合格鉴定和认证过程。因此,必须大力开发AM技术应用,把握这个机会,提升实施多元多域国防使命的机敏能力;跨出这一步,将有助于保障美国保持全面优势,从容应对国家安全面临的各种新现威胁。

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近日，来自德国大学的一队学生使用3D打印技术创建了单人赛车。据悉，这款令人印象深刻的赛车被称为“TOXIC”，由单一的无绳电钻驱动。 [图片] 对于2016年的比赛，主办方要求参赛的队伍使用有机启发的设计，并将在赛车里至少加入一个3D打印组件。显然，这激起了参赛队伍的兴趣。 由Hochschule Coburg（或Coburg应用科学大学）的五名学生组成的Team Toxic建立了一个真正令人惊叹的3D打印赛车。 [图片] 车辆的结构（以及其名称）的灵感来自于蝎子的形状，可以通过观察它来辨别。但是，它的框架是我们真正想提请注意的。赛车的3D打印框架集成了一个视觉醒目的三角形结构，为车辆提供强度和耐久性，而不会增加太多的重量。 当然，这是为了一个目的而建造的（快速的，只有通过无绳电钻才能实现），其余的车辆是非常基本的，例如使用驾驶员的转向重量进行转向。TOXIC赛车充满活力，可以达到每小时12英里的速度。 [图片] 令人印象深刻的是，在2016年6月25日举行的2016年比赛中，Team Toxic的3D打印车获得了第二名观众奖。随着2017年的Akkuschrauberrennen进场，小编迫不及待地想看到今年将展出的3D打印赛车！ [图片] 据悉，组成Team Toxic的五个学生分别是Achim Staude、Bastian Reichhardt、Christian Kropfeld、Martin Ehlers和Christoph Uebel。

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试想一下这样3种场景： 1.一个新生婴儿，刚出生10天就因病被截掉了一只手臂，传统的义肢只有在婴儿满周岁之后才能安装，而且还会有一定的风险。那如何做到尽快让这个新生婴儿安装上义肢熟悉练习手臂动作呢？ 2.一位脊索瘤患者，他的胸椎和腰椎，共5节脊柱受到了肿瘤的侵蚀，最佳的手术方案是通过手术把5节椎体上的肿瘤全部切干净。但拿掉5节脊椎，如何保持身体支撑？ 3.一位年轻的姑娘，因为2岁时因高烧发病，继发感染，失去了鼻、唇和中央的脸面，右手指也缺损。在顶着这张残缺的面孔生活了二十多年之后，怎样才能让自己的面部复原，且不留明显痕迹呢？ 如果是在以前，按照传统的临床技术，上面的问题很难解决甚至根本无法解决。但现在，通过3D打印技术，一切都变得简单可行。 [图片] 如视频所见，那位被截肢的小婴儿的爸爸，自学3D打印技术，为孩子做出了亲肤好用的“婴儿义肢”，并以此技术帮助了很多小孩子。 [图片] 通过3D打印技术，可以制造出与患者的5节脊椎形态与长度相仿的人工椎体。装上这种从形状到功能，都与原本结构相近的人造脊椎后，患者完全可以像正常人一样生活和工作。 [图片] 同样，运用3D打印技术，还原了姑娘残缺的面部，对术前评估、设计，制定细致全面的治疗方案都有极大的帮助，为“脸面重建”做足了准备。 [图片] 这些案例都是跨界融合的完美体现，打印者和临床医生天衣无缝的配合，才能催生出成功的案例。 相比传统制造技术，3D打印主要解决个性化、复杂、高难度的技术需求。毕竟每个患者的身体结构并非完全一致，从“因人而异”这个角度来看，3D打印技术无疑是最佳选择。它可以改进传统医学技术上的缺陷，带来新的治疗方法，降低手术的复杂度以及成本。 [图片] 自从几年前“3D打印”进入人们视野以来，人们大多只是耳闻，很多都不曾亲见。曾经以为非常“高大上”的一项技术，竟然早已在我们还在仰望的时候，悄悄来到了我们的身边，并改变着我们的生活和这个世界。 这，或许就是技术的力量。